JUC9. AtomicInteger源码

Posted 2020-11-27 mussessein

首先要知道CAS

CAS

Compare and Swap，即比较再交换；

区别于synchronouse同步锁的一种乐观锁（是一种无锁算法）

CAS有3个操作数，

• 内存地址，以直接从内存中获取旧值；
• 旧的预期值A，代码中的旧值；
• 要修改的新值B

当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做；

CAS是CPU级别的指令操作，上述操作是一步原子操作；

缺陷

ABA问题

有可能value被改了，又被改回来了，那么CAS算法是无法发现value已经被修改过了，误认为没有被修改；

AtomicInteger

private volatile int value;
private static final long valueOffset;
// 通过unsafe对象，来进行native操作
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();

两个重要属性：

• value：就是创建此对象的值
• valueOffset

valueOffset

就是说：AtomicInteger对象，在创建完成之后，在内存中分配一片内存，其中此对象的每个属性相对于这片内存的偏移量就已经确定了；

valueOffset就是AtomicInteger对象的value属性在内存中的偏移量；

通过下面的Unsafe类的native方法，直接从内存中获取value的值；

private static final long valueOffset;
static {
    try {
        valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
            (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
    } catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}

getAndAdd方法

我们要执行下面一系列操作时：

AtomicInteger i = new AtomicInteger(0);
int original =i.getAndAdd(3);

1. 首先创建AtomicInteger对象，值会存放在value属性中；

// 构造器
public AtomicInteger(int initialValue) {
    value = initialValue;
}

2. 其次调用getAndAdd方法

// 调用getAndAdd方法
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
public final int getAndAdd(int delta) {
    return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta);
}

3. 此方法会调用Unsafe类下的多个Native方法

   getIntVolatile和compareAndSwapInt都是Unsafe类下的native方法；

   getIntVolatile：就是CAS中的根据内存地址，直接在内存级别获取当前旧值；

   compareAndSwapInt：就是CAS的比较修改的操作，修改成功，返回true，那么跳出循环；修改失败，继续尝试获取内存值，进行修改；

// 再调用Unsafe类下的getAndAddInt方法
public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
    int var5;
    // CAS操作
    do {
        /**
         * var1：我们创建的AtomicInteger对象
         * var2：valueOffset
         * 就是找到此对象下，value属性在内存中的偏移量，在内存级别直接拿到value的值
         */
        var5 = this.getIntVolatile(var1, var2); 
    } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
	// 返回旧值
    return var5;
}

getAndIncrement方法

与getAndAdd类似

同样是调用unsafe对象下的unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1)

只不过delta直接传值为1；